Question

【题目】以实验动物蛙为材料，开展神经系统结构与功能的研究。（要求与说明：简要写出实验思路，具体实验操作过程不作要求，实验条件适宜）

回答下列问题：

（1）关于反射弧分析的实验及有关问题如下：为验证脊蛙屈腿反射（属于屈反射）的反射弧是完整的，实验思路是用1％H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖，出现屈腿，说明反射弧完整。验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是_________________________。刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的主要原因有__________、__________。若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长，其主要原因是____________________。若用5％H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖后，再用1％H2SO4溶液刺激该趾尖，没有观察到屈腿，其原因是___________。

（2）神经细胞和肌肉细胞的细胞内Na+浓度均低于细胞外，K+浓度均高于细胞外，但这两种细胞内的Na+浓度不同，K+浓度也不同。实验证明蛙下肢的一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触，引起该肌肉收缩，其主要原因是___________。若取上述一段神经，用某种药物处理阻断了Na+通道，然后刺激该神经，其动作电位将___________。

（3）将蛙坐骨神经纤维置于生理溶液中，测得其静息膜电位为–70mv。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度，并测量膜电位变化。预测实验结果（坐标曲线图形式表示实验结果）。___________。

Answer 1

【答案】用l%H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖，测定刺激感受器开始到出现屈腿的时间，有时间差，说明不是同时发生的 兴奋通过突触的传递需要时间 兴奋在神经元上的传导需要时间 组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多 感受器受损 神经和肌肉是两种不同的组织，存在电位差 无法产生

【解析】

1、兴奋在神经纤维上的传导的过程

①静息状态时，Na+通道关闭，K+通道打开，K+外流（导致膜外阳离子多），产生外正内负的膜电位。

②兴奋时，Na+通道打开，K+通道关闭，Na+内流（导致膜内阳离子多）产生内正外负的膜电位变化。

③神经元的兴奋部位和未兴奋部位之间由于存在电势差而形成局部电流，局部电流又刺激临近未兴奋部位产生一次兴奋。

2、兴奋传递的过程

兴奋传导至突触小体，使突触前膜内的突触小泡释放神经递质进入突触间隙，神经递质与突触后膜上的特异性受体结合，导致突触后膜产生一次膜电位的变化。

（1）要验证刺激感受器与产生屈腿不是同时，可测定刺激感受器（1％H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖）到效应器出现反应（屈腿）的时间，有时间差说明不是同时发生。由于兴奋在神经纤维上的传导以电信号的形式，而兴奋在神经元间的传导通过突触的传递，传递速度相对较慢，兴奋在反射弧中的传递需要时间。因此，从刺激感受器与产生屈腿存在时间差。由上一个问题的分析可知，组成反射弧的神经元数量越多，兴奋传递所需要的时间越长。因此，根据“若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长”可推测该反射的反射弧的神经元级数比屈腿反射的多。提高H2SO4溶液的浓度，再恢复H2SO4溶液的浓度，不再出现屈腿现象，可推测感受器受损。

（2）由“这两种细胞内的Na+浓度不同，K+浓度也不同”可知，神经组织和肌肉组织间存在电位差。用药物处理阻断了Na+通道，刺激该神经时，Na+通道无法打开，阻断了Na+内流，因此无法产生动作电位。

（3）静息状态时，Na+通道关闭，K+通道打开，K+外流（导致膜外阳离子多），产生外正内负的膜电位。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度，细胞内外的浓度差减小，K+外流减少，静息膜电位绝对值减少。实验结果如下图所示：